2.2 Algoritmos para manipulação topológica de cenários de jogos eletrônicos
2.2.2 Visualização de terreno dinâmico em tempo real
Os métodos de visualização de terrenos dinâmicos em tempo real são normalmente base- ados em algoritmos de múltipla-resolução com alterações estruturais. As alterações aplicadas possuem o propósito de viabilizar o suporte a situações que modifiquem o terreno apresentado, dentro do contexto de tempo real.
A natureza destas alterações consiste em que a estrutura hierárquica seja inicialmente cons- truída a partir da superfície de entrada original. Uma vez que isto tenha sido feito, é possível modificar esta estrutura de maneira que reflita mudanças que venham a ocorrer na superfície de entrada (He et al., 2002).
Alguns algoritmos, como os encontrados em Schroeder et al. (1992) e Hoppe (1996), em- pregam ainda como metodologia, a construção da seqüência de aproximação para estrutura de entrada por meio de processos de otimização, desta forma, garantindo que cada aproximação representada pela estrutura simplifique a aproximação dos objetos da malha anterior, ao mesmo tempo em que aumenta o valor do parâmetro do erro de aproximação o mínimo possível.
Há também o algoritmo descrito em Sumner et al. (1999), que oferece um modelo para a simulação de superfícies de terreno suscetíveis a deformações causadas pelo impacto dos corpos rígidos de personagens animados contra elas.
Neste modelo, foi incluída a exibição de pegadas criadas por um corredor em terrenos com- postos por areia, lama e neve. O modelo também incluía a exibição de marcas criadas pelos pneus de uma bicicleta, bem como a colisão da bicicleta contra a superfície do terreno e as deformações resultantes da queda do corredor sobre a superfície.
Dentre as desvantagens deste modelo, podem ser citados os fatos de que, ainda que as pega- das criadas pelo corredor exibissem nítidas diferenças entre os três tipos de terrenos, o modelo da simulação das superfícies de terreno era de pequena escala. Além disso, o método empre- gado não podia ser aplicado como valor de treinamento de sistemas voltados para a visualização da simulação de terrenos.
Outro dos modelos oferecidos para o propósito da visualização de terrenos dinâmicos em tempo real é o modelo apresentado por Shamir et al. (2000) que consiste em uma abordagem de visualização de superfícies baseada em uma múltipla-resolução dinâmica, que usa de um grafo direto acíclico para formar a estrutura hierárquica do modelo, e assim, permitir a modificação incremental do grafo ao mesmo tempo em que ocorre a deformação da superfície.
O resultado deste modelo foi à criação de uma super-hierarquia, batizada pelos autores de T-DAG, que trabalha em razão da combinação dos grafos de todos os passos de tempo da execução.
A abordagem deste modelo obteve sucesso para a visualização dinâmica de superfície su- jeitas a alterações arbitrárias, inclusive no que diz respeito à relação entre a topologia e sua conectividade. A desvantagem deste modelo reside no fato de não constituir um padrão ade- quado para atualizações online em virtude do custo relativamente alto da modificação dos grafos
do T-DAG.
Outra abordagem com relação ao tipo de metodologia abordada por este tópico é apresentada por He et al. (2002), que proporcionou um modelo para representação e exibição de terrenos dinâmicos tomando como base a aplicação do conceito de múltipla-resolução em razão de uma perspectiva.
Para construir este modelo, foi utilizada uma extensão do modelo de malha de adaptação ideal em tempo real (real-time optimally adapting mesh - ROAM) (Duchaineau et al., 1997). Isto resultou em uma abordagem dotada de uma eficiente hierarquia para a atualização do ter- reno ao mesmo tempo em que sua deformação ocorre.
Além disso, a abordagem utiliza do modelo de extensão dinâmica da resolução (Dynamic EXTEnsion of Resolution- DEXTER) para garantir uma eficiente extensão da memória de pro- cessamento, que é solicitada apenas quando se faz necessária.
A desvantagem deste modelo reside no fato de se adequar apenas à simulação da direção de automóveis em tempo real, com o detalhe de que tal simulação destinava-se apenas para ambientes de tipo off-road.
Outro fator negativo relaciona-se as propriedades de deformação do terreno consideradas pelo modelo. As propriedades adotadas não são realistas e não condizem com aquelas estabele- cidas pelos modelos baseados na física da deformação de terrenos do mundo real, trabalhando ainda com terrenos de pequena escala e desprezando a continuidade entre as regiões trabalhadas. Um modelo similar é apresentado em Cai et al. (2006) , que oferece um modelo de múltipla- resolução do nível de detalhamento (multiresolution LOD) para visualização dinâmica de ter- reno, que emprega de uma extensão da malha de adaptação ideal em tempo real (ROAM), um modelo que será apresentado em maiores detalhes na próxima seção.
O modelo de Cai et al. (2006) trabalha utilizando-se dos valores de erro dos elementos da malha de adaptação (tanto os erros em razão da perspectiva quanto aqueles independentes da perspectiva) das filas de triângulos formando diamantes (tanto aquelas destinadas à união como as destinadas à quebra de seus elementos) e desta forma, consegue aumentar a taxa de atualização dos quadros da imagem.
O modelo também aplica a geração procedural de texturas de maneira a gerar uma textura que coincida com a deformação de terreno, utilizando de uma varredura de cada pixel do mapa de texturas a fim de determinar os valores RGB de cada um. Entretanto, este tipo de metodologia requer que o tipo de resultado esperado seja previamente conhecido.
No estudo de caso do modelo, o qual é voltado para a criação de crateras em campos de batalha, pressupõem-se que as partes da cratera mais próximas ao centro são as mais queimadas, e portanto, formam as regiões mais escuras que devem clarear para um tom de solo a medida que se afastam do centro para, ao fim, retornar a cor original do terreno.
Apesar de ter apresentado bons resultados para a representação e exibição de terrenos di- nâmicos, por meio de eficientes atualizações da hierarquia do terreno à medida que passa por deformações. Este modelo possui a desvantagem de ser destinado exclusivamente ao tratamento
e criação do objeto de seu estudo de caso, crateras em campos de batalha, não englobando qual- quer outro tipo de deformação do terreno.